10分钟快速入门Python函数式编程

▌编程式函数
在命令式编程中，你需要给计算机一系列任务，然后计算机会一一执行。在执行过程中，计算机可以改变其状态。举个例子，假设你将 A 的初始值设为 5，接下来你还可以改变 A 的值。在变量内部值变化的层面来讲，你可以掌控这些变量。
在函数式编程中，你无需告诉计算机去做什么，而是为它提供一些必要的信息。如什么是一个数字的最大公约数，1 到 n 的乘积是多少等等。
由于这样，变量就无法改变了。一旦你设置了一个变量，它就会永远保持初始状态（注意：在纯函数式语言中，它们不叫作变量）。因此在函数式编程中，函数不会产生“副作用”。“副作用”是指函数可能会修改外部变量的值。让我们通过一个典型的 Python 例子来看一下：

a = 3
def some_func():
global a
a = 5
some_func()
print(a)

这段代码的输出结果是5。在函数式编程中，改变变量是大忌，而且让函数改变外部变量也是绝对禁止的。函数唯一能做的事是执行计算然后返回结果。
现在你可能在想：没有变量，就没有副作用吗？为什么这么做很管用？好问题，下面我们简单讲一下这个问题。
如果一个函数伴随着相同参数被调用两次，它一定会返回一样的结果。如果你对数学上的函数有所了解，你就会理解这里的意义，这被称作引用透明性。因为函数没有副作用，如果你创建了一个可以执行计算的程序，你就可以使该程序提升性能。如果程序知道 func(2) 等于 3，我们可以把这一信息存入表中。这么做可以防止在我们已经知道答案的情况下，程序依然反复运行同一函数。
一般来说，在函数式编程中，我们不使用循环。而是用递归。递归是一个数学概念，我们通常将其理解为“自己喂自己”。在一个递归函数中，函数将自己作为子函数反复调用。这里有一个易于理解的递归函数的 Python 例子：

def factorial_recursive(n):
# Base case: 1! = 1
if n == 1:
return 1
# Recursive case: n! = n * (n-1)!
else:
return n * factorial_recursive(n-1)

还有一些编程语言也是很“懒”的，也就是说它们直到最后一刻才会进行计算。如果你写一段想要计算 2+2 的代码，函数式程序只会在你要使用其结果时才会执行计算命令。我们接下来继续探索 Python 都“懒”在哪些方面。

▌Map
若要理解 map，我们要先看看 iterable 是什么。iterable 指一类可以进行迭代的对象。通常来看，它们是列表或数组，但 Python 有许多不同类型的 iterable。你甚至可以创建自己的 iterable 对象，来执行各种魔术方法 (magic method)。魔术方法可以是一个 API，来使你的对象更加 Pythonic。你需要用两个魔术方法来使对象成为 iterable：

class Counter:
def __init__(self, low, high):
# set class attributes inside the magic method __init__
# for "inistalise"
self.current = low
self.high = high
def __iter__(self):
# first magic method to make this object iterable
return self
def __next__(self):
# second magic method
if self.current > self.high:
raise StopIteration
else:
self.current += 1
return self.current - 1

for c in Counter(3, 8):
print(c)
输出结果为：
3
4
5
6
7
8

在 Python 中，迭代器指只包含一个魔术方法 __iter__ 的对象。这意味着你可以访问该对象的任何部分，但不能对其循环访问。有些对象包含魔术方法 __next__，以及除了 __iter__ 以外的魔术方法，如 sets（下文会进行详细讨论）。在本文中，假定我们涉及的所有东西都是可迭代的对象。